Проектирование и расчет шпиндельного узла на опорах качения

 

Учитывая тот факт, что шпиндельный узел является наиболее ответственным, одной из главных задач проектирования представляется нахождение и обоснование рациональных конструктивных форм, которые определяются;

- типом и назначением станка,

- требованиями точности к обрабатываемым на станке деталям,

- условиями работы шпиндельного узла,

- способом крепления инструмента и заготовки,

- расположением и типом элементов привода,

- типом ирасположением приводной передачи на шпинделе,

- типом подшипников и их конструкцией.

Проектирование шпиндельного узла начинают с нахождения, его конструктивного варианта [20,28,35,36,38,49,55,56_,57_,58_,59,60].

Выбирают передний конец шпинделя и его вылет при строгом соблюдений ГОСТов [ГОСТ 16668-7Г; ГОСТ 12593-72; ГОСТ 24644-61].

Назначают материал шпинделя, его термообработку [28,38,49,53].

Предварительно выбирают тип подшипников качения.

Определяют тип иместо приводной передачи [49].

Составляют расчетную схему [49,58,59].

Производят расчет шпинделя на радиальную и крутильную жесткость [20_,28,38,49,52]. Полученные значения сравнивают с допустимы.

Строят схемы реакций в опорах, действующих сил и моментов, упругую линию шпинделя [48,49,59].

Осуществляют окончательный выбор подшипников качения, подтверждая его расчетом [43,56,57,58,59,60, 64,65]. Назначают посадки подшипников.

Выполняют расчет шпинделя на точность вращения [38,55].

В случае быстроходных шпинделей и шпинделей высокоточных станков их проверяют на виброустойчивосгь [48].

 

Проектирование и расчет шпиндельного узла на гидростатических подшипниках

 

Определяют конструктивные и геометрические параметры гидростатических подшипников [28,38,48,49,60].

Оптимизируют параметры подшипников из условия максимальной жесткости или по минимальным потерям на трение [28,48,60].

Рассчитывают нагрузочную способность подшипника [48].

Оценивают жесткость слоя смазки при выбранном смещении шпинделя в опоре-[28,48].

Находят величину расхода рабочей жидкости при условии нормальной работы подшипника [28,60].

Оценивают потери в гидростатических подшипниках [28,60].

Производят расчет шпинделя на радиальную и крутильную жест­кость [20,28,48].

 

Проектирование и расчет шпиндельного узла на гидродинамических подшипниках

 

Определяют конструктивные геометрические параметры гидродинамических подшипников [20,28].

Оценивают нагрузочную способность подшипников [28].

Определяют жесткость элементов подшипника с учетом жесткости слоя смазки [28].

Оценивают потери на трение в подшипнике [28].

Определяют тепловыделение в опоре и сравнивают о предельно допустимым [28].

Рассчитывают шпиндель на радиальную и крутильную жесткость [20,28,48].

Оптимизируют конструктивные параметры шпиндельного узла и проводят проверочный расчет [53,58,59,60].

 

Проектирование и расчет передачи винт-гайка качения

 

Студентам специальностей "Оборудование автоматизированного производства", "Конструирование, расчет и САПР станков и станочных комплексов" руководителем курсового проектирования может быть выдано задание по расчету передачи винт-гайка качения. Оно выдается в случае проектирования станков с ЧПУ, а также в случае проектирования приводов подач с высокомоментными электродвигателями.

Расчет передачи винт-гайка качения начинают с выбора варианта конструкции. Предпочтение следует отдавать не одной гайке, а двум, которые допускают осевое или угловое смещения. Натяг создается за счет подбора комплектов шариков с отклонением диаметров в пределах 3...5 мкм.

Особенности и порядок расчета передачи винт-гайка качения изложены в [28,37,45,46, ОСТ 2 Р 31-1-75].

 

Расчет корпусных деталей

 

Руководствуясь тем, что материалом корпусных, деталей является чугун, проектирование и расчет базовых деталей сводится и обоснованию их конструктивных форм и размеров исходя из служебного назначения станка и конкретной корпусной детали, габаритов обрабатываемой детали и требований эргономики.

Определяют минимальную толщину стенки литых корпусных деталей, используя выражение:

, мм         [20, 28, 62].

Проверяют полученное значение по коэффициенту трещинообразования при отливке чугунных деталей:

                   [62].

Расчеты корпусных деталей на жесткость выполняют в тех случаях, когда проверяется выполнение требований ГОСТ по жесткости при поисках рациональных сечений для уменьшения металлоемкости.